C語言浮點函數中的modf和fmod詳解

modf函數可以提取出浮點數的整數部分和小數部分。fmod函數可以返回兩個浮點數相除的餘數。它們的函數原型如下:

  double __cdecl modf(double _X,double *_Y);
  double __cdecl fmod(double _X,double _Y);

這兩個函數的功能看起來都挺簡單的,但是為什麼在C語言庫中還要專門搞一個函數來計算呢?在使用這兩個函數之前,首先看一個簡單的浮點數相關的例子。

int main ()
{
	int i;
	float j=1.0;

	for(i=0; i<100; i++)
	{
		j+=0.1;
		printf("%f \n",j);
	}
	return(0);
}

給一個浮點數1.0每次累加0.1,總共累加100,感覺就是一個簡單的加法運算,它的輸出結果肯定也知道是什麼瞭,下面來運行一下這個代碼,輸出結果如下:

image.png

看到結果的第一眼,是不是感覺計算機算錯瞭?怎麼算著算著結果還給跑偏瞭。其實計算機並沒有算錯,程序運行的結果也是正確的。這裡使用一個在線浮點數轉換工具驗證一下。

首先看一下浮點數1.0在內存的存儲情況。

image.png

再看一下浮點數2.8在內存的存儲情況。

image.png

通過對比可以看出1.0的實際存儲值是1,和真實值是一樣的。2.8的實際存儲值是2.7999999523162841796875,和真實值已經產生瞭一點誤差。那麼這個誤差是什麼引起的呢?這裡就要從浮點數的存儲原理說起瞭。

通在C語言中,一個浮點數占32位,其中第一位表示符號位,0表示正數,1表示負數。緊接著8位表示指數部分,也就是系統會將浮點數表示為指數計數法,這8位就是指數部分的值,但是這裡的指數是以2為底的。剩下的23位表示的就是尾數,也就是有效數據。

由於小數部分都是通過 2^a+2^b+2^c.......2^n 這種指數的累加來實現的,而指數的累加不一定可以百分百的等於原值,它隻可能無限的接近原值。所以對於浮點數的操作不是像整數那樣簡單,為瞭保證操作浮點數時的精度,所以C語言的庫函數才給我們提供瞭這兩種浮點數操作的函數,方便使用。

接下來看一下modf函數的用法。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main ()
{
	double x, fractpart, intpart;

	x = 8.123456;
	fractpart = modf(x, &intpart);

	printf("整數部分= %lf\n", intpart);
	printf("小數部分 = %lf \n", fractpart);

	return(0);
}

modf函數有兩個參數,第一個參數時待操作的浮點數,第二個參數用來存儲浮點數的整數部分,它的返回值是浮點數的小數部分。

image.png

通過輸出結果可以看到,浮點數的整數部分和小數部分精度都沒有丟失。

再看一下fmod函數的用法。

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main ()
{
   float a, b;
   int c;
   a = 9.0;
   b = 3.7;
   c = 2;
      
   printf("%f / %f 的餘數是 %lf\n", a, b, fmod(a,b));
   printf("%f / %d 的餘數是 %lf\n", a, c, fmod(a,c));
   
	return(0);
}

fmod函數有兩個參數,第一個參數是分子,第二個參數是分母,它返回第一個參數除以第二個參數的餘數。

image.png

通過輸出的結果可以看到,浮點數的精度沒有丟失。 

總結

本篇文章就到這裡瞭,希望能夠給你帶來幫助,也希望您能夠多多關註WalkonNet的更多內容!

推薦閱讀: